Fertilisation d'un peuplement semencier d'Épinette de Norvège en Charlevoix : résultats de dix ans

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Note de recherche forestière no 71

Fertilisation d'un peuplement semencier d'Épinette de Norvège en Charlevoix : résultats de dix ans

Gilles SHEEDY

'

F.D.C. 237.4(W7.3)(714) LC. SD 401 .NB

Cs rapport présente Ies hsultats de croissance des arbres et ceux da production de obnes d'une plantation d'épinette de Norvège de la rbgion de Charlevoix, ambnagée en peuplement semencier et fertifiséie. Dix ans aprés la fertilisation, les arbres traites sont plus gros (14 %) et présentent des accroissements (hauteur 2 %, diarnè- tre 41 % et volume total 49 %) nettement supkneurs -4 ceux des arbres tbrnoins. Ainsi, I'accrois~rnent décennal en volume tdal des arbres fertilisés est de 104 m3ha soit 34 m3/ha de plus que celui des arbras témoins. Les engrais ont eu aussi des effets sur la production et ta qualité des cônes et des semences. Les arbres fertilis6s ont produit plus de cBnes (26 % en 1992) ; ces ebnes &aient plus longs (7 % en 1988) et plus lourds (13 % en 1988) et contenaient plus de graines (5 % en 1988) qui étaient plus lourdes (21 Oro) que celles contenues dans les cones provenant des arbres thmoins.

Summary

Fertllratlon of a Nomay Sprucs seed-tree stand In Charlevolx : ten-year msu fts. This report presents Me growth and con8 produc- tion results for a Norway s p m planiaiion of the Charlevoix region.

The planiation was managed as a seed stand and femm/ized. Ten years later, ferhlized trees are bigger (14 %) and present superior growth inçrements (he~ght (2 %), diameter (4 1 %) and total volume (49 56)) than oontrol. The decennal volume Encrement gmwth ef ferlIIized trees js 7 0 4 d h a , 34 & h a supenor to the control. The cone and seed production and quality of this stand was positiwly affected by fertilization. The feiti'lized trees produced more m e s (26 %, for 1992) and those cones were bigger (7 % for 1988) and heavier (13 % for 1988) ; lhey contained more seeds (5 % for 1988) and those seeds were heavier (21 %) fhan those of the mntrol trees.

Key mir& : fertilizatiofl. seed tree stand, Norway spruce Motsclés : fertilisation, peuplement semencier, &pinette de

NON&^^.

1 Ing.f., M,Sc., charge de rechexhes en fertilRB et reboisement au SeMce de I'am8lloration des arbres.

@

Dlrectlon de la recherche forestière TBlBphone : (41 8) 643-7994

2700, rue Einstein Télécopieur : (41 8 ) M3-2105

SAINTE-FOY (Québec) G1 P 3W8 Canada

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Introduction

Ce rapport présente les résuttats des mesures et des observations réalisées depuis dix ans dans une ptantation d'épi- nette de Norvège qui était âgée de 32 ans lors de I'étabfissement du dispositrf en 1986. C'est à la demande du personnel de l'Unité de gestion Charlevoix et avec leur collaboration que le Service de I'arn8tioration des arbres a établi un dispositif expérimental de fertilisation dans cene plantation aménagée par I'adminlistration régionale pour la production de cônes.

On sait que la fertilisation est un moyen eficace de stimuler la production et la qualité des cônes ainsi que la croissance des arbres

( M ~ m ~ w s

^1963,^PUR~TCH1977. SMITH 1 985).

C'est donc dans le but d'évaluer [es effets de ce traitement sur la production de cônes et la croissance de cette plantation que le projet a été réalisé.

Matériel et méthode Description de la station

Cette ptantation d'épinette de Norvége a été rkalisée en 1955 sur le site d'une ancienne terre agricole abandonnée située a 8,s km au nord-ouest de Raie-Saint-Paul (près de la route 362), rang Saint-Prerre, lots 506, 508 et 510 de la municipalité des Eboulements; à 47" 27' de latitude Nord et 70' 26' de longitude Ouest. Cette station fart partie de la région kologique 6c du domaine de la sapinière a bouleau blanc (THIBAULT 1985). La région présente une altitude moyenne de 305 rn, une température annuelle moyenne de 4,0 OC. La précipitation totale y est en moyenne de 81,3 cm et la durée de la saison sans gel, de 100 jours. Le sol de cette plantation fait partie du groupe des podzols humo- ferriques orthrques, serie Charlevoix, caractérisé par un bon drainage et une texture qui fait partie des l ~ a r n s sablo- caillouteux (CARRIER 1981 ).

Cette plantation comprenait 2294 tigesJha avant d'gtre éclaircre en 1918, en 1982 et en 1986. Lors de I'établisse- ment du dispositrf, il y avait en moyenne 517 tigedha qui présentaient une hauteur moyenne de 11 m et un diamktre moyen (D.H.P.) de 18 cm.

Dispositif expérimental et traitements appliqués

Les mesures et les observations ont été effectuées dans six placettes d'une superficie de 625 rn2 (25 x 25 rn) et concernent en moyenne 13 tiges par placette. Ces arbres ont &té élagués, marqués au D.H.P. (1,3 m) à I'aide d'un trait de peinture et numbrotés. Le dispositif expérimental comprend deux traitements et trois répétitions : un traitement témoin (placettes 2,3 et 6) et un traitement de fertilisation (placeties 1, 4 et 5). Ce dernier a consiste a appliquer, en 1986, 350 kg/ha de l'engrais commercial 15-1 0-1 0 (1 5 % N, 10 %

P205 et 10 OJo K20) puis, en 1987, 165 kgha de sulfate de potassium et de magnésium (22 % K 2 0 et 3 1 % Mg) +

150 kgha de nitrate de calcium (1 5,5 % N et 19 % Ca). Les engrais ont été appliqués manuellement a I'aide d'un épan- deur de marque Cyclone.

Mesurage et échantillonnage

Le sol et le feuiliage de cette plantation ont été échantillon- nes en 1986 (un échantillon composite par placette). Les échantillonç ont été préparés et analysés selon les métho- des usuelles du laboratoire de la Direction de la recherche forestière (THOMAS ef al. 1967, WALSH 1971, KALRA et MAYNARD 1992). Les résultats des analyses ont été valides a I'aide d'un matériel de référence du NIST: SMR 1575 (pine

Les arbres a l'intérieur des placettes (environ 13 arbres) ont été mesur8s (hauteur totale et diamètre à 1,3 m à partir du niveau le plus haut du sol) à l'automne de 1986, de 1990 et de 1995. Lors de ces mesurages, on note le nombre d'arbres porteurs de cônes, le nombre de cônes par arbre, l'état de sante des plants et la présence de défauts (tiges fourchues

Tableau 1. Résultats des analyses chlmlques du sol1. Échantillonnage de tg86

Eléments

Traitement Ca Mn

Témoin 9200 2600 1 73 58 683 19

Fertilise 8900 2600 148 53 678 16

'

Concentration moyenne en Blérnents (kgtha) pour trois Bchantillons composttes par traitem ent.

Le pH de ces sols est de 4,8: le pH recommande est de 5,5. La teneur en matière organtque de I'ordre de 270 ma ; la teneur recommandée est de 150 tha. L'bchantillonnage a Bté realis é avant l'épandage des engrais.

Standards recommandés (WILDE 1966, MDRRIÇON 1974).

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Tableau 3. Résultats de croissancef

Traitement Hauteur Diarnbtre volume3 ~ccroisçernent~ en ~ t a t de santé5

1995 1995 1995 (%)

(ml (cm) (m3/ha) hauteur diamétre volume

(ml (cm) (m31ha) S D

Témoin 14,51 1,8 2 1 , 4 1 4 123a6?60 4,8 4,4 70a6 82 14

Fertilisé 1 6 , 1 1 4 24,514 175a6*62 4,9 6,2 1 04a6 86 15

1 Moyenne pour 43 arbres par traitement ; nombre dFarbres/ha (1995) = 51 0 ; taux de survie = 9 9 %.

2 Traitement : [1986] = 350 kgBa de 15-10-70 (15 % N, 70 % P 2 0 5 et 10 % KzO)

+

[1987 = 165 kma de sulfate de potassium et de magndsiurn (22 % K20 et 11 % Mg)

+

150 kglha de nitrate de calcium (1 5,s OhN et 19 % Ca). L'épandage a ét4 eifectu é en juin 1986 et en juin 1987.

3 Volume totaüha = volume moyen d'une tige pl = 0,0028889

+

(Q,ûûûû3384*0"2'H)] X 510 (N tiges Ria).

4 Accroissement pour la période (1 986-1995).

5 État de santb des arbres ; S = arbres sains (46) ; D = dommages sur las pousses (t&tes cass &es, leederç, tetes mortes, plusieurs tgtes) ; les principaux dommages concernent la pousçe terminale et sont en partie causbs par la Zor deuse des bourgeons de I'épinette.

6 L'analyse de covariance porte uniquement sur le volume total et l'accroissement en volu me total des artires ; II n'y a pas de différencie aignificattve entre les arbres fertilist5s et les arbres témoins au seuil de probabilité de 5 %.

Les résultats du tableau 2 montrent aussi que la fertilisation de 1986 a eu des effets principalement sur les concentra- tfons en N et en K des aiguilles et. dans une morndre mesure, sur les concentrations en Mg et en Ca.

Rksultats des mesures dendrométriques

Ces résultats sont présentés au tableau 3 et montrent qu'en 1995, les arbres fertilisés sont, en moyenne, plus gros (14 %) et plus hauts (1 1 %) et qu'ils prbsentent un volume total nettement supérieur (42 %) a celui des arbres tbmoins.

Les accroissements (1 986-1 995) les plus marqués sont ceux du volume total et du diamètre des arbres. Arnsi, en moyenne pour cette période, I'accroissernent en volume total des arbres fertilisés est de 104 rn3/ha, soit 34 m3ha (49 %) de plus que celui des arbres témoins. Ces rbsultats montrent bien que la fertilisation a fortement stimulé la croissance de ce peuplement. Toutefois, l'analyse statistique n'a pas permis de détecter de différence significative (au seuil de 5 %) entre le volume total (ou l'accroissement en volume total) des arbres fertilises et celut des arbres témoins; les différences ne sont significatives qu'au seuil de 10 %.

Le taux de survie et l'état de santé des arbres durant cette pbriode sont bons ; 99 % des arbres sont encore vrvants.

Les principaux dommages obseniés concernent la pousse terminale (tgte cassbe, tête morte, leadefj. Une partie des arbres a été légèrement affectée par la tordeuse des bourgeons de I'épjnetle.

Mesures et observations sur la production de cônes Les résultats concernant ces mesures et ces observations sont présentés au tableau 4. On a ajouté aussi le rbsultat des observations effectuées (a l'aide de jumelles) en 1990 et en 1995 concernant le nombre d'arbres porteurs de cônes et le nombre de canes par arbre.

Les résuttats du tableau 4 montrent que I'annke 1992 fut la meilleure année semenciére parmi les quatres annees observ&es. Cette annke-la, la pluparl des arbres portaient des canes (95 "Jo des arbres témoins et 100 % des arbres fertilisés) et le nombre moyen de eânes par arbre était B son maximum (entre 103 et 130 selon le traitement). En moyenne, pour 1992, les arbres fertilisés ont produit plus de 66 300 cânes/ha (1 30 cônes par arbre x 510 arbres par ha) alors que la prdluction des arbres témoins .était de 49 900 caneslha.

Les résultats de 1988 (principalement} et ceux de f 992 montrent bien que la fertilisation a eu des effets sur le nombre (26 % en 1992), la longueur (7 % en 1988) et la masse (13 % en 1988) des cônes ainsi que sur la masse et le nombre (5 %) de graines par cône (rbsultats de 1988 seulement).

On

constate Bgalement, au tableau 4, que la qualit& des graines a $te améliorbe. Ainsi, la masse moyenne de 1000 graines provenant des arbres fertilises est 21 % supérieure d celle des arbres tbrnoinç. En 1988, les arbres fertilisés ont produit environ 4760 cônesfia et ces cônes contenaient environ 1,4 million de grainesha, soit J 00 000 graines de plus que les cônes des arbres tbmoins.

Ces rbsultats, de meme que ceux qui concernent la croissance des arbres et les résultats des analyses de tissus, montrent que la fertilisation peut améliorer sensiblement la vitalite et la production des arbres.

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Ces observations de 1995 sur la production de crines (effec- tuees à I'aide de jumelles) nous laissent croire que neuf ans après la dernière application d'engrais, ceux-ci n'ont plus d'effet sur le nombre de cônes produits par arbre et sur le nombre d'arbres porteurs de cônes. Les résultats concernant la longueur et la masse des cônes de 1992 montraient déjA que les effets des engrais étaient moins prononcés qu'ils ne l'avaient étk en 1988.

Discuaslon et conclusion

Les résultats présentés dans ce rapport montrent que ce peuplement d'épinette de Norvege a bien réagi a la fertilisation; après dix ans, les arbres fertilisés sont plus gros et présentent un accroissement en diamètre de 6,2 cm, soit 2,2 cm (41 %) de plus que les arbres temoins. Les accroissements en volume total pour certe période (1 986-1 995) sont respectivement de 104 et de 70 rn3/ha, sort une augrnenta- tion de 34 m3ha (49 %) en faveur des arbres fertilisés. Ces résultats de croissance sont importants et correspondent bien avec ceux déjà publiés (BAULE et FRICKER 1969, ATKINSON et MORRISON 1975, CHAPERON 1989, SHEEDY

On notera qu'au départ, le diambtre des arbres fertilîsés était Iégérement supérieur à celui des arbres tkrnoins, La fertilisation a permis d'accroître fortement cetle différence tant pour ce qui est du diamétre que du volume total. Cepen- dant, l'analyse statistique ne détecte des différences significatives entre les arbres fevtilisks et les arbres témoins qu'au seuil de probabilité de f O %. Ce résultat s'explique en partie par le faible nombre de placettes utilisées pour ce dispositif et par la présence de variations importantes entre les resul- tats par arbre et par placette.

La production de cônes et de semences de ce peuplement a elle aussi bénbficié de la fertilisation. Ainsi, en 1988, les cbnes récoltes sur les arbres fertilisés étaient en moyenne 7 % plus longs et 13 % plus lourds ; ils contenaient 5 % plus de graines et ces graines étaient 28 % plus lourdes que celles provenant des arbres témoins. C'est donc la qualité

et la quantité des cônes et des graines qui ont été! améliorées par la fertilisation, partieuli&rernent en 1988. Ces rBsultats sont conformes à ceux obtenus au Québec (SHEEDY 1992) ou ailleurs (SMITH 1985, PURITCH 1977) pour d'autres essen- ces. On constate aussi que lors des bonnes années semen- ciéres (19921, il y a, en moyenne, plus d'arbres fertilisés porteurs de &es et que ces arbres produisent plus de cônes par arbre que les arbres témoins. Toutefois, les effets des engrais sur la production et la qualité des cônes et des semences s'atténuent graduellement, Pouv maintenir ces effets, il serait nécessaire de refertrliser les arbres tous les deux ou trois ans. On a déjà démontré que les efiets des engrais sont plus durables lorsqu'ilç sont appliqués sur plusieurs années plutôt qu'en une seule application (ANONYME 1989, EDWARD 1979).

On notera aussi que la production de cônes par arbre varie beaucoup selon les arbres, les placettes et l'année d k h a n - tillonnage. Ainsi, en 1990, le nombre moyen de cônes par arbre est de 12, 21 et 46 pour les placettes fertilisees et de 11, 14 et 43 pour les placettes témoins. FI est bien connu aussi que les arbres les plus gros produisent génbralement plus de cônes (MAT~HEWS 1963).

L'auteur tient a souligner fa précieuse collaboration de M. Conrad Thornassin, techn. f., responsable des travaux de terrain (établissement, rnesurage et échantillonnage). II remercie également M. Benoît Lemoine, ing.f. de !'Unité de gestion Charlevoix du ministère des Ressources naturelles, ainsi que le personnel de cette région qui a parlicipk aux travaux de fertilisation et d'établissement de ce dispositif. II remercie aussi le personnel du laboratoire des sols et des tissus qui a procécfe aux analyses des Rchantillons prélevés pour cette étude, ainsi que tous ceux qui ont contribué.

l'analyse statrstique, a la correction et a la réalisation de ce rapport.

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Gouvernement du Quebec Mlnkstére des Ressources naturelles

ISBN 2-550-301 $2-X ISSN 0834-4833 Dépôt lbgal 1 996 Bibliothbque nationale du Quebec Bibliothéque nationale du Canada

9 1996 Gouvernement du Quebec